數(shù)控加工技術課程設計樣本

哈爾濱理工大學實訓說明書題目：模型數(shù)控加工院、系：機械動力工程學院姓名：指引教師：萬泉、楊樹財系主任：王義文1月目錄摘要……………2第1章緒論……………………31.1數(shù)控技術發(fā)展……………………31.2UG軟件概述………5第2章建模過程………………8第3章編程過程……………133.1創(chuàng)立程序父節(jié)點組…………………133.2創(chuàng)立刀具父節(jié)點組…………………133.3創(chuàng)立幾何父節(jié)點組…………………143.4創(chuàng)立加工操作……………………153.4.1創(chuàng)立粗加工操作……………153.4.2創(chuàng)立平面精工……………173.4.3固定軸半精加工………………183.4.4固定軸精加工………………193.4.5.過切檢查……………21第4章后置解決…………22第5章加工過程…………23總結………………………23參照文獻…………………23UG軟件在數(shù)控加工中應用研究摘要數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表新技術對老式制造產業(yè)和新興制造業(yè)滲入形成機電一體化產品，即所謂數(shù)字化裝備。數(shù)控加工技術集老式機械制造、計算機技術、當代控制技術、傳感檢測技術、信息解決、光機電技術于一體，是當代機械制造技術基本。它廣泛應用，給機械制造業(yè)生產方式、產品構造帶來了深刻變化。今年來，國內制造業(yè)發(fā)展迅速，全球制造業(yè)向國內轉移趨勢十分明顯，代表著先進制造技術數(shù)控加工在制造業(yè)中應用也日益普及。隨著數(shù)控技術俄飛速發(fā)展，數(shù)控技術水平和普及限度，已經成為衡量一種國家統(tǒng)合國力和工業(yè)當代化水平重要標志。本課程設計是通過對球座建模、編程、加工過程使咱們對UG軟件建模某些、加工某些純熟運用，使咱們可以對數(shù)控加工技術進一步掌握。核心詞UG軟件數(shù)控技術建模編程加工第1章緒論1.1數(shù)控技術發(fā)展20世紀中期，隨著電子技術發(fā)展，自動信息解決、數(shù)據解決以及電子計算機浮現(xiàn)，給自動化技術帶來了新概念，用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制，推動了機床自動化發(fā)展。采用數(shù)字技術進行機械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安一種小型飛機工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現(xiàn)。她們在制造飛機框架及直升飛機轉動機翼時，運用全數(shù)字電子計算機對機翼加工途徑進行數(shù)據解決，并考慮到刀具直徑對加工路線影響，使得加工精度達到±0.0381mm（±0.0015in），達到了當時最高水平。

1952年，麻省理工學院在一臺立式銑床上，裝上了一套實驗性數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同步控制三軸運動。這臺數(shù)控機床被人們稱為世界上第一臺數(shù)控機床。

這臺機床是一臺實驗性機床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利基本上，第一臺工業(yè)用數(shù)控機床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產出來。

在此后來，從1960年開始，其她某些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產及使用了數(shù)控機床。

數(shù)控機床中最初浮現(xiàn)并獲得使用是數(shù)控銑床，由于數(shù)控機床可以解決普通機床難于勝任、需要進行輪廓加工曲線或曲面零件。

然而，由于當時數(shù)控系統(tǒng)采用是電子管，體積龐大，功耗高，因而除了在軍事部門使用外，在其她行業(yè)沒有得到推廣使用。

到了1960年后來，點位控制數(shù)控機床得到了迅速發(fā)展。由于點位控制數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)要簡樸得多。因而，數(shù)控銑床、沖床、坐標鏜床大量發(fā)展，據記錄資料表白，到1966年實際使用約6000臺數(shù)控機床中，85%是點位控制機床。

數(shù)控機床發(fā)展中，值得一提是加工中心。這是一種具備自動換刀裝置數(shù)控機床，它能實現(xiàn)工件一次裝卡而進行多工序加工。這種產品最初是在1959年3月，由美國卡耐·特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，依照穿孔帶指令自動選取刀具，并通過機械手將刀具裝在主軸上，對工件進行加工。它可縮短機床上零件裝卸時間和更換刀具時間。加工中心當前已經成為數(shù)控機床中一種非常重要品種，不但有立式、臥式等用于箱體零件加工鏜銑類加工中心，尚有用于回轉整體零件加工車削中心、磨削中心等。

1967年，英國一方面把幾臺數(shù)控機床連接成具備柔性加工系統(tǒng)，這就是所謂柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進行開發(fā)及應用。

1974年后來，隨著微電子技術迅速發(fā)展，微解決器直接用于數(shù)控機床，使數(shù)控軟件功能加強，發(fā)展成計算機數(shù)字控制機床（簡稱為CNC機床），進一步推動了數(shù)控機床普及應用和大力發(fā)展。

80年代，國際上浮現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢查裝置柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨長時間少人看守運營，也可集成到FMS或更高檔集成制造系統(tǒng)中使用。

當前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。機床數(shù)控技術，被以為是當代機械自動化基本技術。國內數(shù)控技術起步于1958年，近50年發(fā)展歷程大體可分為三個階段：第一階段從1958—1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外技術封鎖和國內基本條件限制，數(shù)控技術發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家“六五”、“七五”期問以及“八五”前期，即引進技術，消化吸取，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家注重，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境改進，國內數(shù)控技術在研究、開發(fā)和產品國產化方面都獲得了長足進步。第三階段是在國家“八五”后期和“九五”期間，即實行產業(yè)化研究，進入市場競爭階段。在此階段，國內國產數(shù)控裝備產業(yè)化獲得了實質性進步。在“九五”末期，國產數(shù)控機床國內市場占有率達50％，配國產數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達到了10％。當前國內一某些普及型數(shù)控機床生產已經形成一定規(guī)模，產品技術性能指標較為成熟，價格合理，在國際市場上具備一定競爭力。國內數(shù)控機床行業(yè)所掌握五軸聯(lián)動數(shù)控技術較成熟，并已有成熟產品走向市場。同步，國內也已進人世界高速數(shù)控機床生產國和高精度精密數(shù)控機床生產國行列。國內既有數(shù)控機床生產廠家100多家，生產數(shù)控產品幾千種以上。產品重要分為經濟型、普及型和高檔型三種類型。在CIMT上，中華人民共和國內地共展出機床700多臺，在600多臺金屬切削機床和近100臺金屬成形機床展品中，數(shù)控機床分別占75％和54％。這既體現(xiàn)了中華人民共和國機床市場需求趨勢，也反映了中華人民共和國在數(shù)控機床產業(yè)化方面獲得了突破性進展。雖然國內在數(shù)控產品研究開發(fā)生產各方面有了較大進步，但當前國內占據市場產品重要集中在經濟型產品上，而在中檔、高檔產品上市場比例依然很小，與國外某些先進產‘品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。與發(fā)達國家相比，國內數(shù)控機床行業(yè)在信息化技術應用上依然存在諸多局限性。當前國外數(shù)控系統(tǒng)技術發(fā)展總體趨勢是智能化、開放性、網絡化、信息化。1.2UG軟件概述UnigraphicsSolutions公司(簡稱UGS)是全球知名MCAD供應商,重要為汽車與交通、航空航天、日用消費品、通用機械以及電子工業(yè)等領域通過其虛擬產品開發(fā)(VPD)理念提供多級化、集成、公司級涉及軟件產品與服務在內完整MCAD解決方案。其重要CAD產品是UG。

UG公司產品重要有為機械制造公司提供涉及從設計、分析到制造應用Unigraphics軟件、基于Windows設計與制圖產品SolidEdge、集團級產品數(shù)據管理系統(tǒng)iMAN、產品可視化技術ProductVision以及被業(yè)界廣泛使用高精度邊界表達實體建模核心Parasolid在內全線產。UG在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設備、醫(yī)療器械以及其他高科技應用領域機械設計和模具加工自動化市場上得到了廣泛應用。近年來，UGS始終在支持美國通用汽車公司實行當前全球最大虛擬產品開發(fā)項目，同步Unigraphics也是日本知名汽車零部件制造商DENSO公司計算機應用原則，并在全球汽車行業(yè)得到了很大應用，如Navistar、底特律柴油機廠、Winnebago和RobertBoschAG等。

此外，UGS公司在航空領域也有較好體現(xiàn)：在美國航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具備90%以上市場；在北美汽輪機市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動機行業(yè)也占有領先地位，擁有如Pratt&Whitney和GE噴氣發(fā)動機公司這樣知名客戶。航空業(yè)其他客戶尚有：B/E航空公司、波音公司、以色列飛機公司、英國航空公司、NorthropGrumman、伊爾飛機和Antonov。

UGS公司產品同步還遍及通用機械、醫(yī)療器械、電子、高技術以及日用消費品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司、Timex、Eureka和ArcticCat等。

UG進入中華人民共和國已有九個年頭了，其在中華人民共和國業(yè)務有了很大發(fā)展，中華人民共和國已成為遠東區(qū)業(yè)務增長最快國家。幾年來，UG在中華人民共和國顧客已超過800家，裝機量達到3500多臺套機電專業(yè)1、建模靈活性復合建模-無需草圖-需要時可進行全參數(shù)設計-無需定義和參數(shù)化新曲線——可直接運用實體邊沿幾何特性

-具備凸墊、鍵槽、凸臺、斜角、挖殼等特性-顧客自定義特性-引用模式光順倒圓

-業(yè)界最佳倒圓技術-可自適應于切口、陡峭邊沿及兩非鄰接面等幾何構形-變半徑倒圓最小半徑值可退化至極限零2、協(xié)同化裝配建?？商峁┳皂斚蛳?、自底向上兩種產品構造定義方式并可在上下文中設計／編輯

高檔裝配導航工具

-可圖示裝配樹構造-可以便迅速擬定部件位置對裝配件簡化表達

-隱藏或關掉特定組件-參照集-運用產品空間區(qū)域劃分以及過濾器功能，選取工作組件或顯示組件-局部著色強大零件間有關性

-配對條件-零件間表達式（關系）協(xié)同化團隊工作

-可以便替代產品中任一零部件-刷新部件以獲得最新工作版本-團隊成員可并行設計產品中各子裝配或零件3、直觀二維繪圖對制圖員來講，簡樸并富于邏輯性

剖視圖自動有關于模型和剖切線位置

正交視圖計算和定位可簡便由一次鼠標操作完畢

自動隱藏線消除

自動尺寸排列——不需要理解設計意圖

自動工程圖草圖尺寸標注

4、被業(yè)界證明數(shù)控加工２～５軸銑

車加工

線切割

鈑金件制造

刀軌仿真和驗證

刀具庫／原則工藝數(shù)據庫功能

5、領先鈑金件制造可在成型或展開狀況下設計或修改產品構造

折彎工序可仿真工藝成型過程

鈑料展開幾何自動與產品設計有關

可在一幅工程圖中直接展示產品設計和鈑料展開幾何

6、集成數(shù)字分析機構運動學分析

硬干涉檢查和軟干涉檢查

運動仿真和分析動畫過程中動態(tài)干涉檢查

7、廣泛顧客開發(fā)工具顧客命令宏

高檔編程語言

可自定義裁剪顧客界面

8、內嵌工程電子表格可與其她表格軟件互換數(shù)據

可簡便定義零件系列

可以便修改表達式

可生成扇形圖、直方圖和曲線圖等

9、照片真實效果渲染運用基于數(shù)字設計審視，加快產品上市時間

迅速成型

10、可分階段實行數(shù)據管理業(yè)界最緊密ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ與ＰＤＭ集成

可管理ＣＡＤ數(shù)據以及整個產品開發(fā)周期中所有有關數(shù)據第2章建模過程運用PRO-E進行草繪畫圖圖2-1（成型圖）2.1鐮刀某些建模繪制鐮刀某些草圖，標注尺寸并進行必要約束。繪制完畢后，點擊鼠標中鍵完畢草圖選項。圖2-2（鐮刀草圖）點擊拉伸選項，選取草圖，單擊鼠標中鍵，選取方向和尺寸，點擊擬定選項，拉伸為實體。完畢鐮刀某些建模,如圖2-3：圖2-3（鐮刀某些圖）2.2對鐮刀進行倒角圖2-4（倒角圖）2.3錘子某些建模繪制錘子某些草圖，標注尺寸并進行必要約束。繪制完畢后，點擊鼠標中鍵完畢草圖選項。圖2-5（錘子草圖）點擊拉伸選項，選取草圖，單擊鼠標中鍵，選取方向和尺寸，點擊擬定選項，拉伸為實體。完畢鐮刀某些建模,如圖2-6：圖2-6（鐮刀某些圖）2.4對錘子進行倒角圖2.7（錘子倒角圖）2.5鐮柄某些建模繪制鐮柄某些草圖，標注尺寸并進行必要約束。繪制完畢后，點擊鼠標中鍵完畢草圖選項圖2.8（鐮柄草圖）2.6對鐮柄進行旋轉圖2.9（鐮柄旋轉圖）第3章編程過程工藝流程：1型腔銑粗加工選12立銑刀2平面精加工選12立銑刀3等高半精加工選8球頭銑刀4等高精加工選6球頭銑刀3.1創(chuàng)立程序父節(jié)點組選取起始，加工。創(chuàng)立程序，加工環(huán)境，CAM設立為mill_contour，單擊初始化。3.2創(chuàng)立刀具父節(jié)點組創(chuàng)立刀具，本加工選取12mm圓柱立銑刀，8mm和6mm球面銑刀各1把。在UG中建立100*80*40毛坯，將坐標系至于毛坯中間圖3-1（調節(jié)坐標系）圖3-2（創(chuàng)立刀具圖）3.3創(chuàng)立幾何父節(jié)點組設立加工坐標系為工件上表面中心點（圖3-3），選取工件及毛胚（圖3-4）。圖3-3（設立加工坐標系圖）圖3-4（設立工件毛坯圖）3.4創(chuàng)立加工操作3.4.1創(chuàng)立粗加工操作選取12mm圓柱立銑刀為加工用刀具。創(chuàng)立操作，選取型腔銑。使用幾何體選為workpiece，擬定。切削方式為跟隨工件，步進恒定3-5mm（圖3-5）。設立每一刀全局深度為2。辦法中傳送方式為安全平面（圖3-6）。螺旋下刀（圖3-7）。切削毛培余量為0.5mm（圖3-9）。機床運動輸出為線性（圖3-10）。生成刀路（圖3-11），確認。圖3-5（切削方式圖）圖3-6（切削辦法圖）圖3-7（下刀辦法圖）圖3-8（切削參數(shù)圖）圖3-9（毛坯余量圖）圖3-10（機床控制圖）圖3-11（粗加工刀路圖）3.4.2創(chuàng)立平面精加工選取12mm球面銑刀為加工用道具。創(chuàng)立操作，選取平面銑。使用幾何體選為workpiece，擬定。選取切削區(qū)域平面，跟隨工件步距為7mm，（圖3-12）。辦法中傳送方式為安全平面。螺旋下刀。切削毛培余量為0mm（圖3-13）。變換切削方向機床運動輸出為線性。生成刀路（圖3-14），確認。圖3-12（切削方式圖）圖3-13(切削參數(shù))圖3-14（平面精加工刀路圖）3.4.3固定軸輪廓銑半精加工B8球刀，選取所有曲面，每刀全局深1mm，傳遞辦法為安全平面，加工余量0.3mm，螺旋下刀，機床控制僅線性。（切削方式圖）（毛坯余量圖）（固定軸輪廓銑粗加工刀路圖）3.4.4固定軸輪廓銑精加工B6球刀，切削區(qū)域所有曲面，每刀全局深度0.3-0.5mm，傳遞辦法安全平面，切削參數(shù)為去除邊界跟蹤，加工余量0mm，連接直接對工件，選取在層中剖切，方略選混合，螺旋下刀，機床僅線性（切削方式圖）（切削參數(shù)）（固定軸輪廓銑精加工刀路圖）3.4.5檢查過切進入加工辦法視圖，依次選取程序，單擊右鍵，選取刀軌下過切檢查命令，檢查成果如圖3-15。圖3-15（過切檢查圖）第4章后置解決CAM后置解決技術是當前機械制造業(yè)中最新發(fā)展起來一中先進技術。對于21世紀加工行業(yè)，數(shù)控機床等設備已經起到了越來越重要作用。國際上CAD，CAM等發(fā)展，趨勢了CAM后置解決技術誕生和發(fā)展。詳細操作：分別選取加工程序，選取后解決，輸出TXT格式文獻，打開后解決文獻，對程序頭和程序尾進行恰當更改。更改刀具轉速。保存，關閉文獻，如圖4-1。圖4-1（后解決圖）第5章加工過程數(shù)控加工，就是